ISOMERÍA Y ESTEREOQUÍMICA

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REACCIONES ORGÁNICAS SEGÚN LA CLASE DE RUPTURA DE ENLACES.

RUPTURA HOMOLÍTICA

Toda reacción química implica la ruptura de unos enlaces y la formación de otros nuevos

En el transcurso de una reacción orgánica, debe producirse la ruptura de enlaces, generalmente,

covalentes

RUPTURA HETEROLÍTICA

reacciones orgánicas

radicalarias

reacciones orgánicas iónicas

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La ruptura de un enlace covalente se llama homolítica cuando cada átomo que se separa retiene un e- de los dos que constituían dicho enlace. Origina dos especies eléctricamente neutras, pero muy reactivas debido a la presencia de un e- desapareado: A-B A• + B•

REACCIONES RADICALARIAS: RUPTURA HOMOLÍTICA U HOMOPOLAR.

La ruptura homolítica de un en lace requ ie re una a l ta aportación energética

!  temperaturas altas !  luz ultravioleta

La ruptura homolítica es típica de enlaces apolares, aunque, en condiciones adecuadas, también es posible que ocurra en un enlace polar

H -C -C-H

H H

H H

+ H • energía

H -C -C •

H H

H H

H -C -C-Cl

H H

H H

+ Cl • energía

H -C -C •

H H

H H

Los radicales libres tienden a adquirir un e- y completar su octeto, por ello son muy reactivos

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A-B energía A• + B•

propagación

A• + X-Y A-X + Y• Y• + A-B Y-B + A•

terminación A• + Y• A-Y A• + A• A-A Y• + Y• Y-Y

La reacción termina cuando los radicales se recombinan entre sí

iniciación

Cuando un radical libre reacciona con una molécula, se produce otro radical libre, que hace que la reacción siga propagándose en cadena: reacción autocatalítica

REACCIONES IÓNICAS: RUPTURA HETEROLÍTICA U HETEROPOLAR.

La ruptura heterolítica origina un catión y un anión reacciones iónicas

La ruptura de un enlace se denomina heterolítica u heteropolar cuando uno de los átomos que se separa se lleva los dos electrones que constituían dicho enlace: A - B A+ + B-

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La ruptura heterolítica es típica de enlaces polares, por lo que las reacciones iónicas suelen ocurrir en disolventes polares, que solvatan a los iones

A+ + X-Y A-Y + X+ B- + X-Z B-X + Z-

Si en una ruptura heterolítica el átomo que se lleva los electrones es un átomo de carbono, el ion negativo formado se denomina carbanión

-C -A -C- + A+

Si, por el contrario, el átomo de carbono soporta la carga positiva, el ion resultante se denomina carbocatión o ion carbonio

-C -B -C+ + B-

Los aniones formados en una ruptura heterolítica pueden aportar su par electrónico no compartido para formar nuevos enlaces; y los cationes, su orbital vacío

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COMPARACIÓN DE CARACTERÍSTICAS DE LAS REACCIONES RADICALARIAS E IÓNICAS.

REACCIONES RADICALARIAS REACCIONES IÓNICAS

•  Generalmente, tienen lugar en fase gaseosa o en disolventes apolares •  Para iniciarlas, se necesitan temperaturas altas o irradiación con luz ultravioleta

•  Con frecuencia ocurren por un mecanismo en cadena

•  Están catalizadas por sustancias que se descomponen formando radicales libres. Están inhibidas por sustancias que atrapan radicales libres

•  Generalmente, tienen lugar en disolución de líquidos polares

•  Pueden tener lugar a temperatura ambiente o en la oscuridad

•  Con frecuencia están catalizadas por ácidos y bases

•  No las afectan las sustancias que producen radicales libres ni las que los atrapan

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TIPOS DE REACTIVOS ORGÁNICOS

especie que ataca a la molécula del sustrato,

originando la formación de nuevos enlaces

molécula reaccionante más grande y que en la reacción varía su grupo funcional o

experimenta un cambio estructural

REACTIVO SUSTRATO

ESPECIES QUÍMICAS QUE INTERVIENEN EN UNA REACCIÓN ORGÁNICA

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especies que poseen un electrón

sin aparear. Son muy reactivos

Radicales libres

TIPOS DE REACTIVOS

Reactivos nucleófilos

Reactivos electrófilos

grupos de átomos que poseen zonas de alta densidad

electrónica

especies que poseen zonas con

deficiencia de electrones

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Ejemplos de reactivos nucleófilos y electrófilos.

! NUCLEÓFILOS !  R–OH

!  R–O–

!  H2O

!  R–NH2

!  R – C≡N

!  R–COO–

!  NH3

!  OH–

!  halogenuros: Cl–, Br–

! ELECTRÓFILOS !  H+

!  NO2+

!  NO+

!  BF3, AlCl3

!  cationes metálicos: Na+

!  R3C+

!  SO3

!  CH3Cl, CH3–CH2Cl

!  halógenos: Cl2 , Br2

Compuesto Fórmula

Grupo Nomenclatura Ejemplo

Alcohol R-OH Hidroxilo

-OH

- ol Etanol → CH3-CH2-OH

Fenol Ar-OH - fenol 2-hidroxifenol (catecol) →

Aldehído R-CHO Carbonilo

-C=O

- al Metanal (formaldehído) → H-CHO

Cetona R-CO-R’ - ona Propanona (acetona) → CH3-CO-CH3

Éter R-O-R’ Alcoxi

-O- R-il R'-il éter Dietiléter → CH3-CH2-O-CH2-CH3

Ácido carboxílic

o R-COOH

Carboxilo -COOH Ácido -oico Ácido etanoico → CH3COOH

(ácido acético)

Éster R-COO-R’ Acilo

- COO- R-ato de R'-ilo Etanoato de etilo → CH3-COO-CH2-CH3

Amina R-NH2 Amino

R-il amina Dimetilamina → CH3-NH-CH3

Amida

R-CONH2

Amino y carbonilo

R-amida Propanamida → CH3-CH2-CO-NH2

Serie Homóloga Corresponden a distintas moléculas pertenecientes

a una misma familia.

Difieren solo en el número de CH2 presentes en su

estructura.

Isomería Moléculas con igual fórmula molecular,

pero distinta organización.

Estructurales Estereoisómeros

Los elementos se unen en distinto orden.

Distinta disposición espacial de la molécula.

Los elementos se unen en distinto orden.

Distinta disposición espacial de la molécula.

cis-2-penteno trans-2-penteno

Distinta disposición espacial de la molécula.

Estereoquímica